高中物理功的教案
發(fā)表時間:2020-11-17第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展學(xué)案。
第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展學(xué)案:
了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容,認(rèn)識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。知道相對論、量子論的主要內(nèi)容,認(rèn)識其意義。
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(1)、知識與能力:了解經(jīng)典力學(xué)的三大定律、量子理論、和相對論等基礎(chǔ)知識。牛頓、普朗克、愛因斯坦等著名科學(xué)家的主要事跡,學(xué)會觀察,培養(yǎng)敏銳的洞察力。理解科學(xué)進(jìn)步中繼承與發(fā)展的關(guān)系。
(2)、過程與方法:充分利用圖書館、博物館、互聯(lián)網(wǎng)等資源。提高收集、分析相關(guān)資料的能力。在學(xué)習(xí)過程中通過合作、探究學(xué)習(xí),培養(yǎng)分析解決問題的能力及交流與合作的能力??茖W(xué)的方法。全面提高科學(xué)素質(zhì),創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)會運(yùn)用閱讀法、觀察法、討論法、推理法、概括法、實(shí)驗(yàn)法等來學(xué)習(xí)了解近代物理學(xué)的相關(guān)問題。
(3)、情感態(tài)度與價值觀:通過學(xué)習(xí),了解科學(xué)家為科學(xué)進(jìn)步所作出的努力。學(xué)習(xí)他們?yōu)榭茖W(xué)獻(xiàn)身的精神;形成科學(xué)的態(tài)度。知道在科學(xué)的道路上荊棘遍布,增強(qiáng)面對挫折的能力。增強(qiáng)毅力,樹立勇往直前、持之以恒的精神。
:1課時。
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重點(diǎn):伽利略對物理學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn);經(jīng)典力學(xué)的建立;相對論的提出;量子論的誕生。
難點(diǎn):物理學(xué)各階段發(fā)展的原因;對科學(xué)發(fā)展創(chuàng)新性的理解。
比較法、問題探究法,思考、討論,從感知?dú)v史中不斷積累歷史知識,進(jìn)而不斷加深對歷史和現(xiàn)實(shí)的理解過程;同時借助物理學(xué)方面比較豐富的課外資料、圖片、人物等資料,注重探究學(xué)習(xí),善于從不同的角度發(fā)現(xiàn)問題,積極探索解決問題的方法。養(yǎng)成獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。培養(yǎng)思考、分析問題的能力。
一、17世紀(jì)以來的科技發(fā)展的原因條件
1、前提條件:――社會發(fā)生根本轉(zhuǎn)型
2、經(jīng)濟(jì)條件:-----資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及不斷進(jìn)步…物質(zhì)基礎(chǔ)
3、政治條件:-----資產(chǎn)階級革命勝利,資本主義制度確立,保障
4、文化條件:-----文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)、宗教改革的推動
二、物理學(xué)的重大進(jìn)展
(一)經(jīng)典力學(xué)的形成和發(fā)展:
1、伽利略――經(jīng)典力學(xué)的奠基者(意大利人)
⑴成就:A創(chuàng)立科學(xué)研究方法:科學(xué)實(shí)驗(yàn)+數(shù)學(xué)
B重大發(fā)現(xiàn):
a落體定律
b確定均速運(yùn)動、勻加速運(yùn)動
c發(fā)明天文望遠(yuǎn)鏡、
C著作《關(guān)于兩世界體系的對話》宣傳“日心說”
⑵意義標(biāo)志
為奠定了基礎(chǔ)
2、經(jīng)典力學(xué)體系的形成――牛頓﹙英國人﹚(微積分+經(jīng)典力學(xué))
A標(biāo)志:1687年《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》內(nèi)容:
a物體運(yùn)動的三大定律______________________
b萬有引力定律
B特點(diǎn):注重實(shí)驗(yàn),數(shù)學(xué)化
C影響:科學(xué)預(yù)見性的威力——(海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn))
D意義:⑴這是人類認(rèn)識自然的歷史上對概括和總結(jié),標(biāo)志經(jīng)典力學(xué)體系建立,標(biāo)志著近代自然科學(xué)的形成
⑵促進(jìn)了的出現(xiàn)
E局限:無法解決物質(zhì)熱輻射現(xiàn)象和物質(zhì)傳播媒介問題
三、現(xiàn)代物理學(xué)的進(jìn)步
1、愛因斯坦的相對論:
A1905年《論動體的電動力學(xué)》提出“狹義相對論”
B1916年完成“廣義相對論”:
C意義:是物理學(xué)思想的一次重大革命,相對論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀,揭示了時空的可變性、時空變化的聯(lián)系性,建立新的時空觀、運(yùn)動觀、物質(zhì)觀。推動物理學(xué)思想的革命。
2、量子論的誕生與發(fā)展
⑴前提:電子和放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)19th末20th初,為人類進(jìn)入微觀世界奠定基礎(chǔ)(1898年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線、居里夫人)
⑵、量子理論提出:
A1900年普朗克(德)提出“量子假說”――物質(zhì)輻射能不是連續(xù)的,而是以能量子的整數(shù)倍跳躍式地變化。
B1905年愛因斯坦提出“光電效應(yīng)”運(yùn)用量子假說解釋光的本質(zhì)
⑶、影響:①是物理學(xué)
②使人們的認(rèn)識
愛因斯坦是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家。一位法國物理學(xué)家曾經(jīng)這樣評價愛因斯坦:“在我們這一時代的物理學(xué)家中,愛因斯坦將位于最前列。他現(xiàn)在是、將來也還是人類宇宙中最有光輝的巨星之一”,2005年是愛因斯坦逝世50周年紀(jì)念?,F(xiàn)在全球都在紀(jì)念這位可能是有史以來最偉大的科學(xué)家。如果搞一個紀(jì)念活動,讓用一句話來說說自己對愛因斯坦和他的理論的理解。你應(yīng)該怎么說?看看誰說的最好!
思路引領(lǐng):只有要對愛因斯坦歷史和他的理論有全面的理解才會有精辟的概括和評論。建議大家利用互聯(lián)網(wǎng)查找有關(guān)資料,然后根據(jù)自己的了解,說出一句精辟的評述。如“他是一個用理性而不是暴力成功地改變?nèi)祟愂澜缬^的人。”通過查找資料了解他目睹了兩次世界大戰(zhàn)中對人類文明的摧殘,認(rèn)為和平是人類的首要問題。指出“他不僅是一位偉大的科學(xué)家,還是一位和平主義者。”
物理學(xué)家主要貢獻(xiàn)地位和意義
精選閱讀
第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展
第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展
教學(xué)目標(biāo)
一、知識與能力
1、識記伽利略、牛頓、愛因斯坦、普朗克等物理學(xué)家對物理學(xué)發(fā)展所作出的重大成就。
2、理解經(jīng)典力學(xué)在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。
3、探究經(jīng)典力學(xué)體系的特點(diǎn),比較相對論、量子論與牛頓力學(xué)的關(guān)系。
二、過程與方法
1、引導(dǎo)學(xué)生回憶初中物理知識來促進(jìn)本課的學(xué)習(xí)
2、通過學(xué)生預(yù)習(xí)(圍繞4個物理學(xué)家,自制小課件)、課堂展示本課主要內(nèi)容,促進(jìn)同學(xué)的互相學(xué)習(xí)。教師給予必要的補(bǔ)充。
三、情感態(tài)度價值觀
科學(xué)真理需要勇于探索、執(zhí)著追求的精神,科學(xué)理論在不斷完善、創(chuàng)新,人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識不斷深入。
重點(diǎn)難點(diǎn):
1、伽利略對物理學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn);經(jīng)典力學(xué)的建立;相對論的提出;量子論的誕生。
2、不同階段物理學(xué)之間的關(guān)系,對科學(xué)發(fā)展創(chuàng)新性的理解。
教學(xué)方法:學(xué)生自制課件展示,教師點(diǎn)撥。
教學(xué)手段:多媒體課件
教材過程設(shè)計(jì):
導(dǎo)課:教師展示四位物理學(xué)家的有關(guān)圖片。
新課學(xué)習(xí):
一、學(xué)生逐一介紹。
圍繞以下幾點(diǎn):
1、生平2、物理成果3、成果影響4、追求科學(xué)、堅(jiān)持真理的精神。
二、教師適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和小結(jié)。
圍繞以下幾個方面:
1、把握本課中從學(xué)歷史角度對物理學(xué)的理解
1、四位物理學(xué)家之間的關(guān)系
2、強(qiáng)調(diào)物理學(xué)家的追求科學(xué)、堅(jiān)持真理的精神。
三、綜合
物理學(xué)家主要貢獻(xiàn)地位和意義
當(dāng)堂鞏固:
19世紀(jì)末,物理學(xué)的研究一方面深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界,放射線和原子被發(fā)現(xiàn),另一方面擴(kuò)展到整個宇宙.隨著光學(xué)等學(xué)科的深入發(fā)展,人們對在光速或接近光速運(yùn)動狀態(tài)下的物質(zhì)的研究,也超出了經(jīng)典物理學(xué)的范圍.物理學(xué)被稱之為“晴空上漂浮著兩朵烏云”的兩個無法解釋的難題,,使得經(jīng)典物理學(xué)賴以建立的絕對時空觀受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。請完成:
1、經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)是什么?這一基礎(chǔ)是建立在什么理論上的?它所適用的范圍主要是什么?
2、19世紀(jì)末,物理學(xué)的發(fā)展對經(jīng)典物理學(xué)提出了怎樣的挑戰(zhàn)?
3、20世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展取得的兩項(xiàng)最重大成就是什么?他們與經(jīng)典物理學(xué)的關(guān)系是什么?
第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展教學(xué)案
一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來,有效的提高課堂的教學(xué)效率。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?經(jīng)過搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展教學(xué)案”,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展教學(xué)案
一、教材分析:
本課教材主要分三個目從四個方面向?qū)W生介紹物理學(xué)從16世紀(jì)末17世紀(jì)初到19世紀(jì)末20世紀(jì)初的重大成就:經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者——伽利略、經(jīng)典力學(xué)的建立、從經(jīng)典力學(xué)到相對論、量子論的誕生與發(fā)展。這一時期物理學(xué)方面的文字、圖片、人物介紹等資料比較豐富,教師可以適當(dāng)補(bǔ)充一些資料,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識目標(biāo):
了解經(jīng)典力學(xué)的三大定律、量子理論、和相對論等基礎(chǔ)知識。牛頓、普朗克、愛因斯坦等著名科學(xué)家的主要事跡,學(xué)會觀察,培養(yǎng)敏銳的洞察力。理解科學(xué)進(jìn)步中繼承與發(fā)展的關(guān)系。
2.能力目標(biāo):
充分利用圖書館、博物館、互聯(lián)網(wǎng)等資源。提高收集、分析相關(guān)資料的能力。在學(xué)習(xí)過程中通過合作、探究學(xué)習(xí),培養(yǎng)分析解決問題的能力及交流與合作的能力??茖W(xué)的方法。全面提高科學(xué)素質(zhì),創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)會運(yùn)用閱讀法、觀察法、討論法、推理法、概括法、實(shí)驗(yàn)法等來學(xué)習(xí)了解近代物理學(xué)的相關(guān)問題。
3.情感、態(tài)度和價值觀目標(biāo):
通過學(xué)習(xí),了解科學(xué)家為科學(xué)進(jìn)步所作出的努力。學(xué)習(xí)他們?yōu)榭茖W(xué)獻(xiàn)身的精神;形成科學(xué)的態(tài)度。知道在科學(xué)的道路上荊棘遍布,增強(qiáng)面對挫折的能力。增強(qiáng)毅力,樹立勇往直前、持之以恒的精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):伽利略對物理學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn);經(jīng)典力學(xué)的建立;相對論的提出;量子論的誕生。
難點(diǎn):物理學(xué)各階段發(fā)展的原因;對科學(xué)發(fā)展創(chuàng)新性的理解。
四、學(xué)情分析
學(xué)生對伽利略、牛頓力學(xué)、愛因斯坦相對論等都有一定的了解,充分利用學(xué)生的已知知識既可以減輕教學(xué)任務(wù)又可以激發(fā)學(xué)生參與的積極性。而物理學(xué)各階段發(fā)展的原因使學(xué)生首次接觸也是學(xué)生難以掌握的知識點(diǎn),教師應(yīng)該重點(diǎn)講解。
五、教學(xué)方法
比較法、問題探究法,思考、討論,從感知?dú)v史中不斷積累歷史知識,進(jìn)而不斷加深對歷史和現(xiàn)實(shí)的理解過程;同時借助物理學(xué)方面比較豐富的課外資料、圖片、人物等資料,注重探究學(xué)習(xí),善于從不同的角度發(fā)現(xiàn)問題,積極探索解決問題的方法。養(yǎng)成獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。培養(yǎng)思考、分析問題的能力。
六、課前準(zhǔn)備
找物理學(xué)方面的課外資料、圖片、人物等資料
七、課時安排:1課時
八、教學(xué)過程
17世紀(jì)的牛頓是牛頓力學(xué)的創(chuàng)始人,隨著19世紀(jì)以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)的發(fā)展日趨成熟,達(dá)到了高峰。但是隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,一些新的研究發(fā)現(xiàn)對它提出了挑戰(zhàn),導(dǎo)致了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)。相對論和量子力學(xué)的確立是物理學(xué)革命的高潮,對其他科學(xué)產(chǎn)生了歷史性影響。由此導(dǎo)入新課。
一、經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略
1.對物理學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)
16世紀(jì)末17世紀(jì)初,意大利科學(xué)家伽利略認(rèn)為研究自然界必須進(jìn)行系統(tǒng)地觀察和實(shí)驗(yàn)。他強(qiáng)調(diào)追究事物之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,將科學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)相結(jié)合,進(jìn)行科學(xué)研究。
提問:這是受什么思想的影響?(文藝復(fù)興運(yùn)動人思想解放的影響)
提問:伽利略對物理學(xué)發(fā)展作出的重大貢獻(xiàn)是什么?
在1604年,意大利物理學(xué)家伽利略在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):物體下落時的距離與所用時間的平方成正比,而物體下落的速度與物體的重量無關(guān),這就是著名的落體定律。他還通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了勻速運(yùn)動定律和勻加速運(yùn)動定律。
伽利略的研究表明,外力并不是維持運(yùn)動狀態(tài)的原因,而只是改變運(yùn)動狀態(tài)的原因。這是對古希臘哲學(xué)家亞里士多德以來有關(guān)運(yùn)動觀念的重大變革,為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定基礎(chǔ)。
2.對天文學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)
他是利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量成果的第一人。他用自己制造的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)月球表面有高山深谷,并不是以前人們所說的月球表面是光滑的;木星有四顆衛(wèi)星,很相似于行星繞著太陽轉(zhuǎn),他看到銀河是由無數(shù)恒星組成的,還觀察到哥白尼曾推論的金星有盈虧現(xiàn)象。
1632年伽利略出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》。他的這些發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn),摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學(xué)說的正確,對哥白尼學(xué)說的傳播和天文學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
他的發(fā)現(xiàn)以及他開始的科學(xué)研究方法,是人類思想史上偉大的成就之一,標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。
二、經(jīng)典力學(xué)的建立
1.經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志
17~18世紀(jì),近代自然科學(xué)中突出發(fā)展起來的是經(jīng)典力學(xué),又稱牛頓力學(xué)。
提問:在經(jīng)典力學(xué)領(lǐng)域中,最重要的成就是什么?
物體機(jī)械運(yùn)動的三大定律和萬有引力定律的發(fā)現(xiàn),這些成就構(gòu)成了經(jīng)典力學(xué)的基本內(nèi)容。物體機(jī)械運(yùn)動的三大定律和萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)也是經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志。
1687年,他出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,在該書中他首先給力學(xué)的基本要領(lǐng)如質(zhì)量、動量、慣性、力及向心力下了定義。指出物體引力與彼此吸引的物體的質(zhì)量體積成正比,而與兩物體間距離的平方成反比。此外,牛頓還確立了著名的運(yùn)動三定律,即慣性定律、比例定律(即加速度與力成正比)、作用和反作用相等定律。牛頓力學(xué)把天上和地上的運(yùn)動統(tǒng)一起來,把萬有引力定律和運(yùn)動三定律視為宇宙間一切力學(xué)運(yùn)動有普遍規(guī)律,從力學(xué)的角度證明了自然界的統(tǒng)一性,實(shí)現(xiàn)了人類自然界認(rèn)識的第一次綜合。
2.經(jīng)典力學(xué)的顯著特征及影響
經(jīng)典力學(xué)是人類對自然規(guī)律第一次進(jìn)行的理論性概括和總結(jié),它形成了一個以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的牛頓力學(xué)體系。最顯著的特征之一就是注重實(shí)驗(yàn),另一個顯著特征是它的數(shù)學(xué)化。
提問:經(jīng)典力學(xué)主要影響有哪些?預(yù)見性和標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。
海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)是經(jīng)典力學(xué)預(yù)見性的主要體現(xiàn)。經(jīng)典力學(xué)最顯著的特征之一就是注重實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步揭示客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,并由此得出重要的結(jié)論。另一個顯著特征是它的數(shù)學(xué)化,這種數(shù)學(xué)化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學(xué)關(guān)系。自然的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是近代科學(xué)的先驅(qū)們深信不疑的真理。經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。
牛頓三大運(yùn)動定律和萬有引力定律建立后,光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)的進(jìn)一步統(tǒng)一,大大推動了物理學(xué)的發(fā)展。但是牛頓力學(xué)體系本身還有不完善之處,隨著科學(xué)的發(fā)展需要新的科學(xué)來解釋。于是在19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)展的新階段即物理學(xué)界出現(xiàn)了一種嶄新的革命性的理論──相對論。
三、從經(jīng)典力學(xué)到相對論
1.愛因斯坦與相對論的提出
X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)末物理學(xué)界的重大事件。經(jīng)典物理學(xué)所研究的是人們?nèi)粘I钪幸子诶斫獾暮暧^世界,三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經(jīng)驗(yàn)的微觀現(xiàn)象,這表明人們對物質(zhì)世界的認(rèn)識已經(jīng)深入了一個層次。以量子論和相對論的建立為標(biāo)志的物理學(xué)革命,為物理學(xué)開辟了新天地。
過去的物理學(xué)認(rèn)為宇宙在任何情況下,它的速率永遠(yuǎn)都是相同的,世界上的一切運(yùn)動在時間上都以它為度量標(biāo)準(zhǔn)。德國物理學(xué)家愛因斯坦經(jīng)過多年的研究,打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀,于1905年提出了狹義相對論和光速不變原理。指出了時間、空間和物體的質(zhì)量不是絕對不變的,而是隨著物體的運(yùn)動而發(fā)生變化。狹義相對論認(rèn)為:物體運(yùn)動時,質(zhì)量會隨著物體運(yùn)動速度的增大而增加,同時,空間和時間也會隨著物體運(yùn)動速度的變化而變化,即還會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。
1916年,愛因斯坦完成了廣義相對論的最終形式。在廣義相對論中,引力是被考慮的主要問題。廣義相對論指出:空間和時間不可能離開物質(zhì)而獨(dú)立存在,空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布,使人類進(jìn)一步深化了對時間、空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識。
為了使學(xué)生更好的理解相對論可以引用一個愛因斯坦解釋相對論的幽默。這個幽默是:震撼世界的相對論,是科學(xué)發(fā)展史上劃時代的里程碑。創(chuàng)立相對論的阿爾伯特愛因斯坦晚年時一群青年學(xué)生請他解釋什么是相一個對論,他生動而幽默地打了一個比方:“當(dāng)你和一個美麗的姑娘坐上兩個小時,你會感到好象坐了一分鐘;但要是在熾熱的火爐邊,哪怕只坐上一分鐘,你卻感到好象是坐了兩小時。這就是相對論。”
2.相對論提出的歷史意義
相對論的提出是物理學(xué)思想的一次重大革命,它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空論,從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來的時空觀,深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性,即:揭示了時空的可變性、時空變化的聯(lián)系性,樹立了新的時空觀、運(yùn)動觀、物質(zhì)觀。同時也發(fā)展了牛頓力學(xué),將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中,推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。這一理論被后人譽(yù)為20世紀(jì)人類思想史上最偉大的成就之一。
四、量子論的誕生與發(fā)展
1.量子論的誕生
19世紀(jì)末20世紀(jì)初,電子和放射性的發(fā)現(xiàn),打開了原子的大門,使人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到了原子內(nèi)部。但大量的實(shí)驗(yàn)表明,微觀粒子的運(yùn)動不能用通常的宏觀物體的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行描述。
1900年,德國物理學(xué)家普朗克提出了物質(zhì)的輻射能不是連續(xù)的,而是以最小的、不可再分的能量單位即能量量子的整數(shù)位跳躍式地變化的量子假說。這個假說宣告了量子論的誕生。經(jīng)過這些科學(xué)家的共同努力,到1925年左右量子力學(xué)最終建立。量子力學(xué)是研究微觀世界粒子運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。
2.量子論的意義
愛因斯坦在丹麥物理學(xué)家玻爾提出氫原子結(jié)構(gòu)的理論以后,利用量子論成功地解釋了光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì),進(jìn)一步推動了量子論的發(fā)展。
在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué),極大地促進(jìn)了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的發(fā)展。同時,也標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識,開始從宏觀世界深入到了微觀世界。
量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué),是物理學(xué)革命的高潮,以物理學(xué)革命為先導(dǎo),帶動了化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)等學(xué)科的理論也都發(fā)生了革命性的突破。在此基礎(chǔ)上造出了原子彈、氫彈和建立了核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。帶動了20世紀(jì)科技突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
17世紀(jì)以來的科技發(fā)展的原因條件
1、前提條件:――社會發(fā)生根本轉(zhuǎn)型
2、經(jīng)濟(jì)條件:-----資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及不斷進(jìn)步…物質(zhì)基礎(chǔ)
3、政治條件:-----資產(chǎn)階級革命勝利,資本主義制度確立,保障
4、文化條件:-----文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)、宗教改革的推動
九、板書設(shè)計(jì)
(一)經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略
1.對物理學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)
2.對天文學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)
(二)經(jīng)典力學(xué)的建立
1.經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志
2.經(jīng)典力學(xué)的顯著特征及影響
(三)從經(jīng)典力學(xué)到相對論
1.愛因斯坦與相對論的提出
2.相對論提出的歷史意義
(四)量子論的誕生與發(fā)展
1.量子論的誕生
2.量子論的意義
十、教學(xué)反思
本課的設(shè)計(jì)采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案,學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點(diǎn)等,最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測,課后進(jìn)行延伸拓展,以達(dá)到提高課堂效率的目的。
十一、學(xué)案設(shè)計(jì)(見下頁)
第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
預(yù)習(xí)“物理學(xué)的重大進(jìn)展”,初步了解經(jīng)典力學(xué)的三大定律、量子理論、和相對論等基礎(chǔ)知識。牛頓、普朗克、愛因斯坦等著名科學(xué)家的主要事跡。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容:
1、伽利略――經(jīng)典力學(xué)的奠基者(意大利人)
⑴成就:A創(chuàng)立科學(xué)研究方法:________
B重大發(fā)現(xiàn):_____________________________________
2、經(jīng)典力學(xué)體系的形成――牛頓﹙英國人﹚(微積分+經(jīng)典力學(xué))
A標(biāo)志:________________
a物體運(yùn)動的三大定律______________________
b萬有引力定律
B特點(diǎn):_________________
3、愛因斯坦的相對論:
A1905年提出__
B1916年完成__
C意義______________
4、量子理論提出:
A1900年普朗克(德)提出“量子假說”:________
B1905年愛因斯坦提出“光電效應(yīng)”運(yùn)用量子假說解釋光的本質(zhì)
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)、知識與能力:了解經(jīng)典力學(xué)的三大定律、量子理論、和相對論等基礎(chǔ)知識。牛頓、普朗克、愛因斯坦等著名科學(xué)家的主要事跡,學(xué)會觀察,培養(yǎng)敏銳的洞察力。理解科學(xué)進(jìn)步中繼承與發(fā)展的關(guān)系。
(2)、過程與方法:充分利用圖書館、博物館、互聯(lián)網(wǎng)等資源。提高收集、分析相關(guān)資料的能力。在學(xué)習(xí)過程中通過合作、探究學(xué)習(xí),培養(yǎng)分析解決問題的能力及交流與合作的能力。科學(xué)的方法。全面提高科學(xué)素質(zhì),創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)會運(yùn)用閱讀法、觀察法、討論法、推理法、概括法、實(shí)驗(yàn)法等來學(xué)習(xí)了解近代物理學(xué)的相關(guān)問題。
(3)、情感態(tài)度與價值觀:通過學(xué)習(xí),了解科學(xué)家為科學(xué)進(jìn)步所作出的努力。學(xué)習(xí)他們?yōu)榭茖W(xué)獻(xiàn)身的精神;形成科學(xué)的態(tài)度。知道在科學(xué)的道路上荊棘遍布,增強(qiáng)面對挫折的能力。增強(qiáng)毅力,樹立勇往直前、持之以恒的精神。
二、學(xué)習(xí)過程
一、物理學(xué)的重大進(jìn)展
(一)經(jīng)典力學(xué)的形成和發(fā)展:
1、伽利略――經(jīng)典力學(xué)的奠基者(意大利人)
⑴成就:A創(chuàng)立科學(xué)研究方法:科學(xué)實(shí)驗(yàn)+數(shù)學(xué)
B重大發(fā)現(xiàn):
a落體定律
b確定均速運(yùn)動、勻加速運(yùn)動
c發(fā)明天文望遠(yuǎn)鏡、
C著作《關(guān)于兩世界體系的對話》宣傳“日心說”
⑵意義標(biāo)志
為奠定了基礎(chǔ)
2、經(jīng)典力學(xué)體系的形成――牛頓﹙英國人﹚(微積分+經(jīng)典力學(xué))
A標(biāo)志:1687年《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》內(nèi)容:
a物體運(yùn)動的三大定律______________________
b萬有引力定律
B特點(diǎn):注重實(shí)驗(yàn),數(shù)學(xué)化
C影響:科學(xué)預(yù)見性的威力——(海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn))
D意義:⑴這是人類認(rèn)識自然的歷史上對概括和總結(jié),標(biāo)志經(jīng)典力學(xué)體系建立,標(biāo)志著近代自然科學(xué)的形成
⑵促進(jìn)了的出現(xiàn)
E局限:無法解決物質(zhì)熱輻射現(xiàn)象和物質(zhì)傳播媒介問題
二、現(xiàn)代物理學(xué)的進(jìn)步
1、愛因斯坦的相對論:
A1905年《論動體的電動力學(xué)》提出“狹義相對論”
B1916年完成“廣義相對論”:
C意義:是物理學(xué)思想的一次重大革命,相對論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀,揭示了時空的可變性、時空變化的聯(lián)系性,建立新的時空觀、運(yùn)動觀、物質(zhì)觀。推動物理學(xué)思想的革命。
2、量子論的誕生與發(fā)展
⑴前提:電子和放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)19th末20th初,為人類進(jìn)入微觀世界奠定基礎(chǔ)(1898年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線、居里夫人)
⑵、量子理論提出:
A1900年普朗克(德)提出“量子假說”――物質(zhì)輻射能不是連續(xù)的,而是以能量子的整數(shù)倍跳躍式地變化。
B1905年愛因斯坦提出“光電效應(yīng)”運(yùn)用量子假說解釋光的本質(zhì)
⑶、影響:①是物理學(xué)
②使人們的認(rèn)識
三、歸納總結(jié):17世紀(jì)以來的科技發(fā)展的原因條件
1、前提條件:――社會發(fā)生根本轉(zhuǎn)型
2、經(jīng)濟(jì)條件:-----資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及不斷進(jìn)步…物質(zhì)基礎(chǔ)
3、政治條件:-----資產(chǎn)階級革命勝利,資本主義制度確立,保障
4、文化條件:-----文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)、宗教改革的推動
愛因斯坦是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家。一位法國物理學(xué)家曾經(jīng)這樣評價愛因斯坦:“在我們這一時代的物理學(xué)家中,愛因斯坦將位于最前列。他現(xiàn)在是、將來也還是人類宇宙中最有光輝的巨星之一”,2005年是愛因斯坦逝世50周年紀(jì)念?,F(xiàn)在全球都在紀(jì)念這位可能是有史以來最偉大的科學(xué)家。如果搞一個紀(jì)念活動,讓用一句話來說說自己對愛因斯坦和他的理論的理解。你應(yīng)該怎么說?看看誰說的最好!
思路引領(lǐng):只有要對愛因斯坦歷史和他的理論有全面的理解才會有精辟的概括和評論。建議大家利用互聯(lián)網(wǎng)查找有關(guān)資料,然后根據(jù)自己的了解,說出一句精辟的評述。如“他是一個用理性而不是暴力成功地改變?nèi)祟愂澜缬^的人。”通過查找資料了解他目睹了兩次世界大戰(zhàn)中對人類文明的摧殘,認(rèn)為和平是人類的首要問題。指出“他不僅是一位偉大的科學(xué)家,還是一位和平主義者。”
1.伽利略被認(rèn)為是真正具有近代科學(xué)精神的第一人,主要是因?yàn)樗?br>
A.開創(chuàng)了近代自然科學(xué)的革命B.推翻了天主教會的舊的宇宙觀
C.繼承和發(fā)展了哥白尼的思想D.開創(chuàng)了從實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識自然的方法
2.19世紀(jì)以來的牛頓力學(xué)奠定了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ),20世紀(jì)初相對論的提出引發(fā)了物理學(xué)領(lǐng)域的一場深刻的革命;對二者的表述,不正確的是
A.牛頓開創(chuàng)了從實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識自然的方法
B.相對論繼承并發(fā)展了牛頓力學(xué)
C.牛頓力學(xué)與人們的日常經(jīng)驗(yàn)基本一致
D.相對論極大改變了人們的思維模式
3.在未來的某一時間,有一對20歲的孿生兄弟,弟弟乘宇宙飛船以29萬千米/秒的速度飛行,哥哥留在地球上。50年以后,當(dāng)哥哥已經(jīng)變成白發(fā)蒼蒼的老人時,他去迎接回到地球的弟弟,卻發(fā)現(xiàn)弟弟還是一個30多歲的年輕人!你認(rèn)為應(yīng)該用什么理論來解釋這一現(xiàn)象
A.相對論B.量子理論C.萬有引力定律D.質(zhì)量不變定律
4.下列科學(xué)家與其科學(xué)成就的對應(yīng)關(guān)系中不正確的是
A.伽利略——物理學(xué)的真正開端
B.牛頓——經(jīng)典力學(xué)體系標(biāo)志著現(xiàn)代科學(xué)的形成
C.愛因斯坦——物理學(xué)思想的一次重大革命
D.普朗克——量子論誕生,人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識,從宏觀世界深入到微觀世界
5.1999年12月,美國《時代》周刊關(guān)注一位“世紀(jì)人物”。《時代》周刊稱他為“天才、政治難民、人道主義者、原子核宇宙迷的開啟者”,“以具最大的思想和無與倫比的形象獨(dú)占鰲頭?!边@個“世紀(jì)人物”是
A.瓦特B.愛迪生C.居里夫人D.愛因斯坦
6.牛頓曾經(jīng)說過:“如果說我看得遠(yuǎn),那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟??!庇捎?br>
伽利略、開普勒等前人的努力,牛頓才有可能用已經(jīng)準(zhǔn)備好了的材料建立起
一座宏偉的經(jīng)典力學(xué)大廈,這座大廈建立起來的標(biāo)起是
A.《力學(xué)中的哲學(xué)原理》的發(fā)表B.《科學(xué)的經(jīng)典力學(xué)原理》的發(fā)表
C.《力學(xué)和數(shù)學(xué)的原理》的發(fā)表D.《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的發(fā)表
7.“使人類克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī),對微觀世界的基本認(rèn)識有了革命性的進(jìn)知”指的是
A.牛頓力學(xué)體系的建立B.進(jìn)化論的提出
C.自由落體定律的提出D.量子論的提出
8.20世紀(jì)初,物理學(xué)本身發(fā)生了一場革命性的變化。下列選項(xiàng)中推動這一變化的是
A.電的發(fā)明和利用B.量子論的提出和發(fā)展
C.經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展D.原子能在軍事上的應(yīng)用
9.“牛頓的發(fā)現(xiàn),給人類帶來從未有過的自信。曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類,終于大膽地抬起頭來,開始用自已理性的眼光打量世界?!边@主要說明牛頓的發(fā)現(xiàn)
A.推動了天文學(xué)的發(fā)展B.促進(jìn)了人類的思想解放
C.使人類徹底擺脫了神學(xué)的影響D.使人類開始關(guān)注現(xiàn)實(shí)世界
10.下面表格是對美國一些大科學(xué)家所作調(diào)查的結(jié)果,對此認(rèn)識恰當(dāng)?shù)氖?br>
對神的信仰(年份)191419331998
個人相信(%)27.7157.0
個人不相信(%)52.76872.2
懷疑或不可知(%)20.91720.8
A.越來越多的科學(xué)家相信神的存在
B.科學(xué)對許多現(xiàn)象依然無法解釋
C.科學(xué)與宗教的斗爭是一個長期的過程
D.科學(xué)最終將消滅宗教神學(xué)
11.下列有關(guān)牛頓的敘述,不正確的是
A.牛頓力學(xué)開啟了工業(yè)革命的大門
B.牛頓科學(xué)成就對啟蒙思想家有啟發(fā)作用
C.牛頓力學(xué)標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端
D.牛頓力學(xué)標(biāo)志著近代科學(xué)的形成
第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展教案
第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展教案
課程標(biāo)準(zhǔn):
了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容,認(rèn)識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。知道相對論、量子論的主要內(nèi)容,認(rèn)識其意義。
學(xué)習(xí)目標(biāo):
(1)識記:物理學(xué)家的成就;理解:經(jīng)典力學(xué)在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位;相對論和量子論誕生的原因、意義;
(2)探究經(jīng)典力學(xué)體系的特點(diǎn),比較相對論、量子論與牛頓力學(xué)的關(guān)系。
(3)思考“日心說”與“地心說”相比的進(jìn)步性,探究經(jīng)典力學(xué)體系的特點(diǎn)、影響。認(rèn)識科學(xué)真理需要勇于探索、執(zhí)著追求的精神;
(2)科學(xué)理論在不斷完善、創(chuàng)新,人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識不斷深入。
知識梳理:
一、經(jīng)典力學(xué)
1、背景:(1)不僅解放了思想,也對科學(xué)研究產(chǎn)生了重要影響。
(2)16世紀(jì)末17世紀(jì)初,等人已認(rèn)識到通過觀察自然界。
(3)通過證實(shí)外力的作用,發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)定律,開創(chuàng)了以的近代科學(xué),為的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。
2、標(biāo)志:年出版《》,提出等。
3、特征:形成一個以為基礎(chǔ),以為表達(dá)形式。
3、作用:
①經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。
②促進(jìn)了天文學(xué)發(fā)展:根據(jù)牛頓力學(xué)體系,人們發(fā)現(xiàn)了天王星和海王星。
③促進(jìn)了光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)的統(tǒng)一,推動了物理學(xué)的發(fā)展。
④促進(jìn)了資本主義的兩次科技革命的出現(xiàn)和發(fā)展。
二、相對論的創(chuàng)立
1、背景:19世紀(jì),隨著物理學(xué)的發(fā)展,經(jīng)典力學(xué)無法解釋新問題,面臨挑戰(zhàn)。
2、標(biāo)志:20世紀(jì)初,德國物理學(xué)家提出相對論,包含狹義相對論和和。
狹義相對論認(rèn)為,物體運(yùn)動時,質(zhì)量會隨著物體增大而增加,同時,空間和時間也會隨著物體運(yùn)動的變化而變化,即會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。
廣義相對論認(rèn)為,空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的,也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。
3、意義:相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命,否定了經(jīng)典力學(xué)的,揭示了的本質(zhì)屬性,發(fā)展了,推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。
三、量子論的誕生和發(fā)展
1、背景:19世紀(jì)末20世紀(jì)初,的發(fā)現(xiàn),使人們的認(rèn)識深入到原子內(nèi)部。實(shí)驗(yàn)表明,不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來解釋。
2、過程:
(1)誕生:年,德國科學(xué)家為解決熱輻射疑點(diǎn)提出
(2)發(fā)展:和的推動。20世紀(jì)30年代,建立起來。
3、意義:
(1)使人類對的基本認(rèn)識取得了革命性的進(jìn)步成為20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一。
(2)量子論與一起構(gòu)成的基礎(chǔ),彌補(bǔ)了的不足
(3)推動了的進(jìn)步,開闊了視野,改了。
疑問解答:
一、經(jīng)典力學(xué)、相對論與量子論的關(guān)系
經(jīng)典力學(xué)改變了自古以來人們的認(rèn)識論和方法論。相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀,但并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動的客觀規(guī)律,而相對論反映的是物體高速運(yùn)動的客觀規(guī)律,是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對論的一種特例(物體低速運(yùn)動狀態(tài)),包括在相對論體系中。量子論則是研究微觀世界粒子運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。量子論語相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。
二、近代科技產(chǎn)生和發(fā)展的原因有哪些?
⑴經(jīng)濟(jì):商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和資本主義生產(chǎn)關(guān)系的產(chǎn)生、發(fā)展是近代科技產(chǎn)生的前提和根本推動力。新航路的開辟、殖民擴(kuò)張、工業(yè)革命也都推動了近代科技的發(fā);
⑵政治:資產(chǎn)階級民主政治的建立,歐洲國家的保護(hù)、獎勵措施;
⑶思想:文藝復(fù)興、宗教改革、啟蒙運(yùn)動打破了封建神學(xué)的束縛;
⑷精神:面向現(xiàn)實(shí)、重視實(shí)驗(yàn)、崇尚理性;
⑸科學(xué)家群體的不懈努力。
總之科技是由經(jīng)濟(jì)、政治、思想發(fā)展的程度決定的。
課堂探究
閱讀下列材料:
材料一北宋慶歷五年(1045年)前后,布衣畢升創(chuàng)造了膠泥活字排印法……15世紀(jì)中葉,德國古登堡才采用活字印圣經(jīng)……郭守敬等人參照前代歷法,運(yùn)用數(shù)學(xué)新成就,于至元十七年(1280年)修成新歷,忽必烈賜名《授時歷》,當(dāng)年頒行天下?,F(xiàn)在國際通用公里是羅馬教皇格里高利于1582年頒行……。
——徐耀耀、徐高祉(《中國古代史》
材料二……歐洲在16世紀(jì)以后誕生出了已被證明是形成近代世界秩序的基本因素之一的現(xiàn)代科學(xué),中國文明卻沒有能夠在亞洲產(chǎn)生出與此相似的科學(xué),其阻礙因素是什么?這個問題被人們稱作“李約瑟問題”。
——張豈之《中國歷史十五講》
材料三1662年,英國查理二世頒發(fā)特許狀,成立“促進(jìn)自然知識的倫敦皇家學(xué)會”?;始覍W(xué)會的成員們已意識到技師與科學(xué)家之家進(jìn)行合作的好處,鼓勵并協(xié)調(diào)全國各專業(yè)的成果,以搜集可能促進(jìn)科學(xué)知識的各種資料。
——斯塔夫里阿諾斯《全球通史》
材料四牛頓將這一思想發(fā)展成為萬有引力定律,他在其名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》……一書中用了大量數(shù)據(jù)論證了這一定律……。這樣,拉瓦錫使化學(xué)先前的所有混亂現(xiàn)象變?yōu)橐粭l元素結(jié)合定律。他在自己于1789年出版的教科書《化學(xué)大綱》,提供了至今仍被使用的全新的術(shù)語……
——斯塔夫里阿諾斯《全球通史》
問題:1、根據(jù)材料一概括宋元時期的科技特點(diǎn)并簡析其主要原因。
2、結(jié)合所學(xué)知識,分析材料二中明清時出現(xiàn)“李約瑟問題”的原因。
3、根據(jù)材料三、四說明17—18世紀(jì)西方科技的特點(diǎn)。
物理學(xué)的重大進(jìn)展
老師職責(zé)的一部分是要弄自己的教案課件,大家在著手準(zhǔn)備教案課件了。是時候?qū)ψ约航贪刚n件工作做個新的規(guī)劃了,未來工作才會更有干勁!有多少經(jīng)典范文是適合教案課件呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“物理學(xué)的重大進(jìn)展”,僅供參考,希望能為您提供參考!
高二歷史必修三物理學(xué)的重大進(jìn)展
一、學(xué)法指導(dǎo)
1.輕松記憶
(1)經(jīng)典力學(xué)
內(nèi)容
特征
意義
運(yùn)動三大定律、萬有引力定律
實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)化
統(tǒng)一(天上、地下的運(yùn)動),標(biāo)志(近代科學(xué)形成)
(2)相對論
內(nèi)容
特征
意義
廣義、狹義
打破絕對時空觀
物理學(xué)的革命,對牛頓力學(xué)的既否定又發(fā)展
(3)量子論
誕生
發(fā)展
意義
量子假說
量子力學(xué)
微觀世界
2.重點(diǎn)拓展
(1)伽利略最早倡導(dǎo)并以實(shí)踐實(shí)驗(yàn)加數(shù)學(xué)的方法,他所謂的實(shí)驗(yàn)室理想化的實(shí)驗(yàn)。牛頓的方法是“歸納-演繹”法,與從前的演繹法所不同的是,牛頓認(rèn)為演繹的結(jié)果必須重新訴諸實(shí)驗(yàn)確證。在二位大師這里,實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)學(xué)演繹緊密的結(jié)合在一起,成為近代科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的重要標(biāo)志。
(2)愛因斯坦的相對論,在我們平時日常生活中是很難理解的,因?yàn)槲覀內(nèi)粘K佑|的都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速的運(yùn)動,根本無法察覺到愛因斯坦相對論所描述的相對論效應(yīng):長度變短、時鐘變慢。但是如果接近光速的運(yùn)動能變成現(xiàn)實(shí)的話,一個以這樣速度運(yùn)動的人,在另一個靜止的觀察者看來就可能只是一條線。
(3)牛頓力學(xué)(經(jīng)典力學(xué))的基本定律,這些定律有一個不容忽視的前提,即物體運(yùn)動是在低速情況下,這些定律才適用。20世紀(jì)初,愛因斯坦提出相對論,否定了牛頓的絕對時空觀。指出時間和空間隨著物質(zhì)的運(yùn)動而變化。要注意理解相對論是對牛頓力學(xué)的既否定又發(fā)展。相對論發(fā)展概括了牛頓力學(xué),牛頓力學(xué)僅是相對論中物體低速運(yùn)動下的一個特例,對物體高速運(yùn)動下的時空觀,則無法解釋,但是他仍然有存在的必要和價值。
二、知識結(jié)構(gòu)
三、重難點(diǎn)分析
1.17世紀(jì)物理學(xué)取得重大成就的歷史條件
(1)14-16世紀(jì)的文藝復(fù)興,反對盲從和迷信,提倡去創(chuàng)造、去發(fā)現(xiàn),為把自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來創(chuàng)造了必要的條件;
(2)宗教改革進(jìn)一步摧毀天主教會的精神獨(dú)裁,對科學(xué)革命發(fā)生了巨大的影響;
(3)地理大發(fā)現(xiàn)又以實(shí)踐證明了地緣學(xué)說,為建立新的天文學(xué)和地理學(xué)奠定了基礎(chǔ)。
2.經(jīng)典力學(xué)
(1)重要奠基者──伽利略(16世紀(jì)末17世紀(jì)初)
①貢獻(xiàn):發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律。
物理學(xué):落體定律、勻速運(yùn)動、勻加速運(yùn)動定律。
天文學(xué):用自己制造的望遠(yuǎn)鏡證明了哥白尼的“日心說”。
②意義:開創(chuàng)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué),為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
(2)創(chuàng)立者——牛頓(17世紀(jì))
①標(biāo)志:《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。
②主要內(nèi)容:萬有引力定律和運(yùn)動三定律。
③顯著特征:注重實(shí)驗(yàn),數(shù)學(xué)化。
④應(yīng)用:海王星的發(fā)現(xiàn)證明了牛頓理論的預(yù)見性、科學(xué)性。
⑤適用范圍:只適用于宏觀物體(宏觀世界)的運(yùn)動;只適用于物體運(yùn)動的低速狀態(tài),是絕對的時空論。
3.相對論
(1)背景:經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)
①19世紀(jì)末三大發(fā)現(xiàn):x射線、放射性和電子。
②經(jīng)典力學(xué)無法解釋研究中的新問題,如:黑體輻射、光電效應(yīng)等等。
(2)相對論的提出及主要內(nèi)容:
①1905年,愛因斯坦提出狹義相對論和光速不變原理。
②1916年,他完成了廣義相對論的最終形式。
(3)與牛頓力學(xué)的關(guān)系
①相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀。
②相對論并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動的客觀規(guī)律,而狹義相對論反映的是物體高速運(yùn)動的客觀規(guī)律,是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。
③牛頓力學(xué)是相對論的一種特例(物體低速運(yùn)動狀態(tài)),包括在相對論體系中。
(4)相對論建立的意義
①相對論的提出是對近代物理學(xué)思想的一次重大革命。
②它否定經(jīng)典力學(xué)的絕對時空論,深刻地揭示了空間、時間的本質(zhì)屬性。
③它發(fā)展了牛頓力學(xué),推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。
4.量子論
(1)背景:
①19世紀(jì)末20世紀(jì)初,電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。
②實(shí)驗(yàn)表明微觀粒子的運(yùn)動不能用宏觀物體的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行描述。
(2)過程
①1900年,德國普朗克提出量子假說。
②愛因斯坦提出了光的量子理論。
③玻爾提出有關(guān)原子的量子理論。
(3)意義
①20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一。
②標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識,開始從宏觀世界深入到了微觀世界。
③在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)極大地促進(jìn)了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的發(fā)展。
④對化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響,帶來了許多劃時代的技術(shù)創(chuàng)新,這直接推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展,從根本上改變了人類的物質(zhì)生活。
5.相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系
(1)牛頓力學(xué)體系概括了物體機(jī)械運(yùn)動的基本定律,這些定律有一個不容忽視的前提,即物體運(yùn)動是在低速情況下,這些定律才適用。
(2)20世紀(jì)初,愛因斯坦提出相對論,否定了牛頓的絕對時空觀,指出了時間和空間的辯證關(guān)系,即時間和空間不是絕對不變的,而是隨著物質(zhì)的運(yùn)動而變化,物質(zhì)質(zhì)量隨運(yùn)動速度的變化而變化,并提出質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理,奠定了利用原子能的理論基礎(chǔ),加深了人們對物質(zhì)和運(yùn)動的認(rèn)識,在哲學(xué)和科學(xué)上都具有重大意義。
(3)相對論發(fā)展了牛頓力學(xué),牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例。牛頓力學(xué)是整個力學(xué)的基礎(chǔ),牛頓所創(chuàng)造的概念,至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。牛頓在科學(xué)史上做出了杰出的貢獻(xiàn)。
四、易混易錯點(diǎn)辨析
例一:經(jīng)典力學(xué)的產(chǎn)生歸根結(jié)蒂是()
A.生產(chǎn)力發(fā)展的結(jié)果B.資本主義民主政治建立的結(jié)果
C.思想解放的結(jié)果D.牛頓不懈努力的結(jié)果
答案:A。
辨析:生產(chǎn)力的不斷進(jìn)步對科學(xué)技術(shù)提出新的要求,推動著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。故答案為A。
例二:物理學(xué)的真正開端是()
A.牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)體系B.愛因斯坦提出相對論
C.普朗克提出量子假說D.伽利略的發(fā)現(xiàn)及他開始的科學(xué)研究方法
答案:D。
辨析:伽利略開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué),為后來經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。故答案為D。
例三:“空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運(yùn)動情況,也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)?!边@是哪個科學(xué)家提出的()
A.伽利略B.牛頓C.愛因斯坦D.普朗克
答案:C
辨析:這段論述符合愛因斯坦的廣義相對論。故答案為C。
例四:下列對牛頓力學(xué)體系的認(rèn)識不正確的是()
A.牛頓力學(xué)體系是愛因斯坦相對論中的一種特殊情況下的理論
B.牛頓力學(xué)體系標(biāo)志著近代自然科學(xué)的形成
C.牛頓力學(xué)體系正確反映了宏觀物體低速運(yùn)動的客觀規(guī)律
D.牛頓力學(xué)體系不能適用于整個客觀世界,相對論興起后,應(yīng)該否定
答案:D
辨析:愛因斯坦只是否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀,但是并沒有否定牛頓力學(xué)理論,因?yàn)樵摾碚撌钱?dāng)運(yùn)動速度遠(yuǎn)低于光速的時候適用的一種理論,因此牛頓力學(xué)體系是相對論的一種特殊情況。牛頓提出的關(guān)于物體運(yùn)動三大定律,是整個力學(xué)的基礎(chǔ),牛頓所創(chuàng)造的概念仍指導(dǎo)著今天的物理學(xué)思想。故答案為D。
例五:相對論的提出是物理學(xué)思想的一次重大革命,突出表現(xiàn)在相對論()
①否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀②深刻的揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性③推動物理學(xué)發(fā)展到一個新高度④使人類對客觀世界的認(rèn)識開始從宏觀世界深入到微觀世界
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②
答案:A。
辨析:④是對量子論意義的表述,不符合題意。故答案為A。
五、體驗(yàn)高考
例一:(2009廣東歷史卷,21)普朗克曾這樣評論愛因斯坦的科學(xué)成就:“這個原理在物理世界觀上所引起的革命,只有哥白尼世界體系的引入才能與之相提并論?!蔽闹械摹斑@個原理”是
A.日心說B.相對論C.量子假說D.萬有引力定律
答案:B.
辨析:本題用排除法。日心說是哥白尼提出的,量子假說是普朗克首先提出的,萬有引力定律是牛頓經(jīng)典力學(xué)的組成部分。愛因斯坦的主要學(xué)說是相對論,它的提出是物理學(xué)思想的一次革命,它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀,把物理學(xué)發(fā)展到一個新高度,普朗克高度評價愛因斯坦即基于此。故答案為B。
例二:(2007年高考海南卷)20世紀(jì)初,愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)的一場變革。它()
A.否定了經(jīng)典力學(xué)體系
B.打破了絕對時空觀
C.徹底解決了19世紀(jì)以來物理學(xué)面臨的危機(jī)
D.標(biāo)志著對物質(zhì)世界的認(rèn)識開始進(jìn)入微觀粒子世界
答案:B。
辨析:相對論是對經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展而非否定,C項(xiàng)錯在“徹底解決”,標(biāo)志著對物質(zhì)世界的認(rèn)識進(jìn)入微觀世界的是量子理論。故答案為B。
例三:(2008年上海高考)“月亮既不會掉下來,也不會離去,那是因?yàn)樗倪\(yùn)動正好抵消了地球的引力”。說這句話的科學(xué)家是()
A.牛頓B.波義耳C.拉瓦錫D.哥白尼
答案:A
辨析:注意題干中的“引力”,應(yīng)該考查的是萬有引力定律。故答案為A。
例四:(2008年江蘇單科15)一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻著這樣的銘文:“他以神一般的力量……第一個說明了行星的運(yùn)動和圖像?!边@位科學(xué)家應(yīng)該是()
A.伽利略B.牛頓C.愛因斯坦D.普朗克
答案:B。
辨析:伽利略自制望遠(yuǎn)鏡,觀測到一些肉眼看不見的行星,證明了“日心說”的正確性,但是并沒有說明行星的運(yùn)動和圖像;愛因斯坦主要貢獻(xiàn)是相對論,打破了牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系;普朗克主要是提出了“量子假說”。牛頓提出了物理學(xué)三大定律和萬有引力定律,用科學(xué)說明了行星的運(yùn)動和圖像,打破了基督教之前所宣揚(yáng)的“神的力量”。故答案為B。
例五:(2008年廣東單科21)19世紀(jì),西方宗教信仰的虔誠度降低。與這一趨勢形成無關(guān)的科學(xué)家是()
A.牛頓B.達(dá)爾文C.愛因斯坦D.伽利略
答案:C。
辨析:愛因斯坦提出相對論是在20世紀(jì)初,與19世紀(jì)西方宗教信仰的虔誠度降低無關(guān)。故答案為C。